操作。軟件代碼可通過在適當(dāng)編程語言中編寫的應(yīng)用軟件來加以實施，可以儲存在內(nèi)存中，由控制器或處理器執(zhí)行。例如根據(jù)本發(fā)明一實施例所提出的粒子輸運(yùn)的模擬裝置，可包括多個程序模塊，例如用于設(shè)置模擬對象、感興趣區(qū)域、限束裝置以及源的模塊；用于采用抽樣產(chǎn)生源粒子的模塊，所產(chǎn)生源粒子的信息包括源粒子的權(quán)重、方向、位置、類型，且包括能量和速度其中之一；用于獲取穿過限束裝置后源粒子和次級粒子的信息的模塊；用于在該感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生次級粒子，并模擬源粒子和次級粒子輸運(yùn)過程的模塊；以及用于輸出輸運(yùn)結(jié)果的模塊；其中，抽樣產(chǎn)生源粒子和/或在感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生次級粒子的方法包括超均勻隨機(jī)數(shù)抽樣方法，該超均勻隨機(jī)數(shù)是指將一個區(qū)間進(jìn)行等分，從而獲得多個數(shù)，并將該多個數(shù)的順序進(jìn)行打亂，從而獲得的序列。本發(fā)明的另一實施例提出的一種粒子輸運(yùn)的模擬系統(tǒng)可包括:用于設(shè)置模擬對象、感興趣區(qū)域、限束裝置以及源的模塊；用于采用抽樣產(chǎn)生源粒子的模塊，所產(chǎn)生源粒子的信息包括源粒子的權(quán)重、方向、位置、類型，且包括能量和速度其中之一；用于獲取穿過限束裝置后源粒子和次級粒子的信息的模塊；用于在該感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生次級粒子，并模擬源粒子和次級粒子輸運(yùn)過程的模塊；以及用于輸出輸運(yùn)結(jié)果的模塊；其中，在感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生次級粒子的方法不同于抽樣產(chǎn)生源粒子的方法。本發(fā)明的又一實施例提出的一種粒子輸運(yùn)的模擬系統(tǒng)可包括:用于設(shè)置模擬對象、感興趣區(qū)域、限束裝置以及源的模塊；用于在感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生源粒子，將所述源粒子反向投影到該源的位置的模塊，所產(chǎn)生源粒子的信息包括源粒子的權(quán)重、方向、位置、類型，且包括能量和速度其中之一；用于獲取穿過限束裝置后源粒子和次級粒子的信息的模塊；用于在該感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生次級粒子，并模擬源粒子和次級粒子輸運(yùn)過程的模塊；以及用于輸出輸運(yùn)結(jié)果的模塊。
[0144]雖然本發(fā)明已參照當(dāng)前的具體實施例來描述，但是本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，在沒有脫離本發(fā)明精神的情況下還可作出各種等效的變化或替換，因此，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)對上述實施例的變化、變型都將落在本申請的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種粒子輸運(yùn)的模擬方法，包括以下步驟: 設(shè)置模擬對象、感興趣區(qū)域、限束裝置以及源； 抽樣產(chǎn)生源粒子，所產(chǎn)生源粒子的信息包括源粒子的權(quán)重、方向、位置、類型，且包括能量和速度其中之一； 獲取穿過限束裝置后源粒子和次級粒子的信息； 在感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生次級粒子，并模擬源粒子和次級粒子輸運(yùn)過程；以及 輸出輸運(yùn)結(jié)果， 其中，抽樣產(chǎn)生源粒子和/或在感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生次級粒子的方法包括超均勻隨機(jī)數(shù)抽樣方法，該超均勻隨機(jī)數(shù)是指將一個區(qū)間進(jìn)行等分，從而獲得多個數(shù)，并將該多個數(shù)的順序進(jìn)行打亂，從而獲得的序列。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，獲取穿過限束裝置后源粒子和次級粒子的信息的步驟包括:根據(jù)預(yù)先計算的衰減值計算限束裝置后源粒子的信息。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，獲取穿過限束裝置后源粒子和次級粒子的信息的步驟還包括:利用散射線計算方法，得到穿過限束裝置后次級粒子的信息。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，獲取穿過限束裝置后源粒子和次級粒子的信息的步驟包括:采用蒙特卡羅方法模擬粒子穿過該限束裝置的過程，從而得到源粒子和次級粒子的信息。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該感興趣區(qū)域位于該模擬對象內(nèi)部、表面以及/或者該模擬對象與該限束裝置之間。6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，根據(jù)預(yù)先計算的衰減值計算限束裝置后源粒子信息的步驟包括: 預(yù)先計算不同位置的粒子和不同方向的粒子穿過限束裝置的衰減值并存儲； 當(dāng)一個源粒子穿過限束裝置時，根據(jù)該源粒子的位置和方向通過查詢所存儲的衰減值獲得對應(yīng)的衰減值，然后根據(jù)衰減值計算獲得源粒子在限束裝置后的權(quán)重和/或能量。7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在該感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生源粒子，且將所述源粒子反向投影到該源的位置。8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，抽樣產(chǎn)生源粒子的方法為超均勻隨機(jī)數(shù)抽樣方法或超均勻隨機(jī)數(shù)抽樣方法和擬隨機(jī)數(shù)抽樣方法。9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，當(dāng)在該感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生源粒子時，還包括在感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生源粒子之前，修改感興趣區(qū)域的形狀。10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生次級粒子的方法為超均勻隨機(jī)數(shù)抽樣方法、擬隨機(jī)數(shù)抽樣方法中的至少一種。11.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生次級粒子的方法為偽隨機(jī)數(shù)抽樣方法、真隨機(jī)數(shù)抽樣方法中的至少一種。12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，抽樣產(chǎn)生源粒子的方法為擬隨機(jī)數(shù)抽樣方法，在感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生次級粒子的方法為超均勻隨機(jī)數(shù)抽樣方法或超均勻隨機(jī)數(shù)抽樣方法和擬隨機(jī)數(shù)抽樣方法。13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生次級粒子之前，修改感興趣區(qū)域的形狀。14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，抽樣產(chǎn)生源粒子的方法為偽隨機(jī)數(shù)抽樣方法、真隨機(jī)數(shù)抽樣方法中的至少一種，在感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生次級粒子的方法為超均勻隨機(jī)數(shù)抽樣方法或超均勻隨機(jī)數(shù)抽樣方法和擬隨機(jī)數(shù)抽樣方法。15.如權(quán)利要求8、10、12或14所述的方法，其特征在于，該超均勻隨機(jī)數(shù)基于不同種子的偽隨機(jī)數(shù)、不同算法的偽隨機(jī)數(shù)、擬隨機(jī)數(shù)或真隨機(jī)數(shù)中的至少一種將所述多個數(shù)的順序進(jìn)彳丁打亂。16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，抽樣產(chǎn)生次級粒子的方法為預(yù)先產(chǎn)生并存儲粒子，其中產(chǎn)生的區(qū)域大小為限束裝置的最大可用區(qū)域。17.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，抽樣產(chǎn)生源粒子的方法為在使用過程中根據(jù)限束裝置的區(qū)域的限制進(jìn)行抽樣產(chǎn)生源粒子。18.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，抽樣產(chǎn)生源粒子的方法為批量地抽樣產(chǎn)生源粒子。19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，將抽樣獲得的源粒子按照參數(shù)分為一個或多個批次，每個批次的源粒子并行計算。20.—種粒子輸運(yùn)的模擬系統(tǒng)，包括: 用于設(shè)置模擬對象、感興趣區(qū)域、限束裝置以及源的模塊； 用于采用抽樣產(chǎn)生源粒子的模塊，所產(chǎn)生源粒子的信息包括源粒子的權(quán)重、方向、位置、類型，且包括能量和速度其中之一； 用于獲取穿過限束裝置后源粒子和次級粒子的信息的模塊； 用于在該感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生次級粒子，并模擬源粒子和次級粒子輸運(yùn)過程的模塊；以及 用于輸出輸運(yùn)結(jié)果的模塊； 其中，抽樣產(chǎn)生源粒子和/或在感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生次級粒子的方法包括超均勻隨機(jī)數(shù)抽樣方法，該超均勻隨機(jī)數(shù)是指將一個區(qū)間進(jìn)行等分，從而獲得多個數(shù)，并將該多個數(shù)的順序進(jìn)行打亂，從而獲得的序列。21.—種粒子輸運(yùn)的模擬方法，包括以下步驟: 設(shè)置模擬對象、感興趣區(qū)域、限束裝置以及源； 抽樣產(chǎn)生源粒子，所產(chǎn)生源粒子的信息包括源粒子的權(quán)重、方向、位置、類型，且包括能量和速度其中之一； 獲取穿過限束裝置后源粒子和次級粒子的信息； 在感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生次級粒子，并模擬源粒子和次級粒子輸運(yùn)過程；以及 輸出輸運(yùn)結(jié)果， 其中，在感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生次級粒子的方法不同于抽樣產(chǎn)生源粒子的方法。22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，抽樣產(chǎn)生源粒子的方法為擬隨機(jī)數(shù)抽樣方法，在感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生次級粒子的方法為偽隨機(jī)數(shù)抽樣方法、真隨機(jī)數(shù)抽樣方法中的至少一種。23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，當(dāng)在該感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生源粒子時，還包括在感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生源粒子之前，修改感興趣區(qū)域的形狀。24.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，抽樣產(chǎn)生源粒子的方法為偽隨機(jī)數(shù)抽樣方法、真隨機(jī)數(shù)抽樣方法中的至少一種，在感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生次級粒子的方法為擬隨機(jī)數(shù)抽樣方法。25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，在感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生次級粒子之前，修改感興趣區(qū)域的形狀。26.—種粒子輸運(yùn)的模擬系統(tǒng)，包括: 用于設(shè)置模擬對象、感興趣區(qū)域、限束裝置以及源的模塊； 用于采用抽樣產(chǎn)生源粒子的模塊，所產(chǎn)生源粒子的信息包括源粒子的權(quán)重、方向、位置、類型，且包括能量和速度其中之一； 用于獲取穿過限束裝置后源粒子和次級粒子的信息的模塊； 用于在該感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生次級粒子，并模擬源粒子和次級粒子輸運(yùn)過程的模塊；以及 用于輸出輸運(yùn)結(jié)果的模塊； 其中，在感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生次級粒子的方法不同于抽樣產(chǎn)生源粒子的方法。27.一種粒子輸運(yùn)的模擬方法，包括以下步驟: 設(shè)置模擬對象、感興趣區(qū)域、限束裝置以及源； 在感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生源粒子，且將所述源粒子反向投影到該源的位置，所產(chǎn)生源粒子的信息包括源粒子的權(quán)重、方向、位置、類型，且包括能量和速度其中之一； 獲取穿過限束裝置后源粒子和次級粒子的信息； 在感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生次級粒子，并模擬源粒子和次級粒子輸運(yùn)過程；以及 輸出輸運(yùn)結(jié)果。28.—種粒子輸運(yùn)的模擬系統(tǒng)，包括: 用于設(shè)置模擬對象、感興趣區(qū)域、限束裝置以及源的模塊； 用于在感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生源粒子，將所述源粒子反向投影到該源的位置的模塊，所產(chǎn)生源粒子的信息包括源粒子的權(quán)重、方向、位置、類型，且包括能量和速度其中之一； 用于獲取穿過限束裝置后源粒子和次級粒子的信息的模塊； 用于在該感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生次級粒子，并模擬源粒子和次級粒子輸運(yùn)過程的模塊；以及 用于輸出輸運(yùn)結(jié)果的模塊。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種粒子輸運(yùn)的模擬方法和系統(tǒng)。該方法包括以下步驟：粒子輸運(yùn)的模擬方法，包括以下步驟：設(shè)置模擬對象、感興趣區(qū)域、限束裝置以及源；抽樣產(chǎn)生源粒子，所產(chǎn)生源粒子的信息包括源粒子的權(quán)重、方向、位置、類型，且包括能量和速度其中之一；獲取穿過限束裝置后源粒子和次級粒子的信息；在感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生次級粒子，并模擬源粒子和次級粒子輸運(yùn)過程；以及輸出輸運(yùn)結(jié)果，其中，抽樣產(chǎn)生源粒子和/或在感興趣區(qū)域抽樣產(chǎn)生次級粒子的方法包括超均勻隨機(jī)數(shù)抽樣方法，該超均勻隨機(jī)數(shù)是指將一個區(qū)間進(jìn)行等分，從而獲得多個數(shù)，并將該多個數(shù)的順序進(jìn)行打亂，從而獲得的序列。
【IPC分類】G06F17/50
【公開號】CN105138778
【申請?zhí)枴緾N201510546848
【發(fā)明人】李貴, 張鵬程, 韓衛(wèi)
【申請人】上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年8月31日